公路橋單聯多跨現澆預應力混凝土連續箱梁施工技術

□辛賀艷（南水北調中線工程建設管理局河南直管局）

1.工程概況

文昌大道公路橋是南水北調總干渠與焦作市文昌大道的路渠交叉建筑物，屬于城市－A級，位于深挖方渠段。該道路為焦作市主要交通干道，車流量大，分設快、慢車道。此橋全長201m，為現澆預應力混凝土連續箱梁橋，全橋單聯5跨（5×40m)。橋面寬28m，橋面橫坡單向1.5%，箱梁底寬17.5m，梁高2.71m。

2.現澆混凝土預應力箱梁施工總體程序

根據設計圖紙要求，現澆箱梁全橋單聯，從中間跨向兩端施工，共分3個施工階段，5次施工。第一施工階段施工中間跨（第3跨）長56m，施工縫設在3#墩前和4#墩后均為8m；第二個施工階段施工（第2跨與第4跨）各長40m，施工縫設在2#墩前和5#墩后均為8m；第三施工階段施工兩端跨（第1跨與第5跨）各長32m，具體見圖1：

圖1 施工總體程序圖

3.施工方法

3.1 施工工藝流程

平整場地→支架基礎處理→搭設支架→支架預壓→底模制安→綁扎鋼筋骨架→綁扎箍筋、安裝波紋管、穿鋼膠線→安裝內模、外模及頂板鋼筋→澆筑箱梁→混凝土養護、拆模→預應力張拉、錨固→預應力孔道壓漿→封錨→拆除支架。

3.2 支座安裝

文昌大道公路橋共設置18個支座，分別為固定支座、順橋向支座、橫橋向支座、雙向支座。

在墊石上劃出支座縱橫中心線，同時在支座頂、底板上標出中心線。將地腳螺栓穿入底板(頂板)地腳螺栓孔并旋入底柱內，在錨固螺栓孔位置以外的支承墊石頂面涂滿環氧砂漿調平層，調平層高程略高于支座設計高程，當支座調至設計高程時，用墊塊將支座墊起，再用環氧砂漿注螺栓周圍空隙及支座底板四周未填滿環氧砂漿的部位。待砂漿硬化后，拆去支座墊塊，并用環氧砂漿將墊塊部位填滿。支座安裝完畢檢查合格后，拆除支座出廠時頂、底板間的連接構件，并安裝支座防塵圍板。

3.3 箱梁底模支撐系統

該橋單跨自重近2500t,箱梁底模支撐系統分為兩大部分,第一部分是地胎膜支撐系統，第二部分為腳手架支撐系統。

3.3.1 地胎膜支撐系統

公路橋下部結構樁、柱、墩施工時，開挖采用鋼筋混凝土護壁方案進行垂直開挖，基坑平面開口為9.0m×17.5m，頂部做混凝土地圈梁鎖口，開挖過程中基坑側壁采用20cm厚的C20鋼筋混凝土護壁，邊開挖邊護壁。

底部地胎模的結構：5cm的碎石墊層，20cm厚的C20混凝土。澆筑混凝土墊層前，在碎石墊層上鋪設槽鋼，形成5m×18m方格,澆筑C20混凝土墊層時，以槽鋼頂為墊層頂面控制。為保證連續梁體的美觀和梁體與胎模的隔離，在C20混凝土表面滿鋪一層膠合板。

3.3.2 腳手架支撐系統

根據箱梁結構特點，將支架系統受力分為兩個區域，槽內采用Φ48mm×3.5mm鋼管碗口連接搭設滿堂架作為箱梁施工的支架系統，單根桿件長度為3m、0.9m、0.6m3種。首先,箱梁底部區域為結構受力最大部位，施工過程中分別由橋墩、支架及系梁聯合受力支撐，該部位支架排距、步距均為0.6m；其次,上下游翼板部位，施工過程中全部由支架受力，該部位支架排距0.9 m、步距3m。縱向剪刀撐分別為5.4m（長）×5.4m（寬）、5.6m（長）×5.4m（寬）由底層至頂層間距4.5m一層布置；橫橋向剪刀撐5.4m（寬）×8m（高）均勻布置3層。

模板支架系統的安全性是此橋施工的關鍵，首先根據《路橋施工計算手冊》校核模板剛度、撓度，再驗算支架系統的受力。

在底層模板安裝完成后，還要對支架系統進行預壓，驗證支架系統的安全穩定性。預壓荷載采用砂袋，加載過程為分級均勻加載，即60%、100%、110%進行加載。預壓檢測，在預壓范圍的四個角點和橫橋向兩邊中間各布置1個觀測點，先對支架系統原始高程測量，然后每級加載完成后，每隔12h觀測1次，連續觀測3次再進行下一級加載，最后卸載完成6h后再觀測1次即可。根據記錄分析支架系統的穩定性。

3.4 箱梁模板系統

箱梁兩側及翼板模板支撐采用碗扣架支撐，模板采用鋼模板。箱梁內模支撐，一次澆筑兩側內模采用組合鋼模板，支撐采用鋼管腳手架，間距0.75m×1.0m，水平加設兩道橫拉桿，鋼管支撐在鋼筋上，支撐鋼管的鋼筋部位與下底模之間用架立筋直接撐至混凝土胎模上。底模上以1m間距梅花形布置混凝土墊塊支撐內側模板。鋼管頂部鋪設6×10方木，方木上鋪鋼模板。

3.5 鋼筋施工

鋼筋及預應力孔道安裝順序：支座預埋鋼板→橫梁鋼筋骨架安裝→底板底層橫筋勻鋪→箍筋架立→肋板縱向主筋穿入并與箍筋綁扎→底板底層鋼筋→底板頂層鋼筋（含架立筋及通氣孔預埋件）→波紋管固位筋→孔道安裝→穿束→錨墊板及螺旋加強筋安裝固定→錨下鋼筋網片→下八字筋→箱室內模及側模安裝→頂板底層鋼筋→頂板頂層鋼筋→上八字筋→箱梁防撞墻預埋鋼筋→邊跨梁端伸縮縫預埋鋼筋及模板安裝。

3.6 波紋管施工

箱梁預應力管道埋設采用波紋管成孔的方法，波紋管接長采用30cm波紋管套接，管道制作嚴格按設計曲線布設，采用坐標法控制，并在鋼筋骨架上沿箱梁縱向每50cm間距設1道定位網片，定位筋采用φ12鋼筋制作，成“井”或“U”字形，波紋管從中間通過，保證預應力管道的位置準確。

3.7 預應力鋼絞線施工

鋼絞線編束先將單根鋼絞線在加工場用砂輪切割機下料，以保證切口平整、線頭不散，再轉運至現場進行編束，編束時鋼絞線順直，不得交叉扭轉，采用先安裝波紋管后穿束，穿束時核對長度，對號穿入孔道。鋼絲束應從一端穿入孔道，并從另一端處抽出至少680mm，以保證該端在張拉時有足夠的工作長度。采用整束穿，將鋼絞線編束扎緊嚴格控制鋼絞線下料尺寸，兩端對齊，同時每隔1.0～1.5m用鐵絲綁扎1道，前端套上φ8的長鋼絲作為引線牽引，全束穿好后應保證端頭與設計位置平齊，以利于下一步張拉。

3.8 箱梁混凝土施工

3.8.1 泵車的布置

根據現場現有設備情況，采用臂長為46m的泵車進行混凝土澆筑。第一施工段現場情況每端可布置兩臺，混凝土泵車的水平布料工作半徑按41m考慮；第二、三施工段現場情況一端可布置兩臺，46m混凝土泵車的水平布料工作半徑按41m考慮。

3.8.2 澆筑順序及分層

根據箱梁結構，第一施工段先從2#槽中隔墩下料，然后分層呈梯狀向前澆筑，每層澆筑長度約4m、層厚約40cm，每層臺階預留2m左右，縱向混凝土澆筑從左岸向右岸呈梯狀分層連續澆筑，長度方向每層澆筑4m左右向前推進，下層混凝土初凝前完成上層混凝土澆筑。

第二、三施工段分別從1#、4#、0#、5#中隔墩下料，澆筑方法同第一施工段。

混凝土振搗根據泵車布料進行配置，下部人員在前，上部人員縱向隨后，振動器根據施工長度均勻擺放，確保人動機不動。

箱梁頂面覆蓋棉被，要保證箱梁頂面完全覆蓋，并灑水養護。上結結構混凝土未達到2.5MPa前，不得使其承受行人、運輸工具、模板、支架及腳手架等荷載。

3.8.3 拆模

混凝土強度達到25MPa時方可拆除側模，混凝土強度達到30MPa時方可拆除頂模板。梁模板拆除時，先拆除內模及翼緣板部位，再拆除腹板。底板模板在卸架后再拆除，拆除時橫向應同時、縱向應對稱均衡拆除，從跨中向支座方向依次循環拆除。

3.9 預應力張拉

預應力張拉分為3個階段。第一施工段采用兩端同時張拉；第二、第三施工段均采用單端張拉。在施工縫設置處，全部預應力鋼束采用連接器連接。

現場采用4臺450t千斤頂進行同步張拉。箱梁澆注完畢后在混凝土強度達到設計強度的85%以上后張拉鋼束，實際伸長值與理論伸長值的誤差控制在±6%范圍內，否則暫定張拉，分析原因，采取相應措施后方可繼續張拉。預應力筋張拉錨固后，在48h內完成孔道壓漿，以免造成鋼絞線銹蝕。

3.10 支架系統拆除

現澆箱梁支架拆除必須待預應力束全部張拉完畢，且管道壓漿的強度均達到設計強度的80%以上時方可進行。每跨沿軸線方向中間開始開挖，每個地胎膜澆筑塊為一個開挖單元，每用挖掘機把地胎膜底部挖空1m左右，直至整個地胎膜澆筑塊拆除，然后向兩邊推進。落架應遵循對稱、緩慢、均勻的原則，按照橫向全斷面同時、縱向對稱均衡卸落的方式。橫向部位應從懸臂處按順序卸落。

4.結論

文昌大道公路橋單聯多跨連續現澆混凝土箱梁施工，其特點有：每跨單聯，橋面寬體積大；施工難點：支架系統安全設置，連續混凝土澆筑組織措施，預應力張拉控制。